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增量剂量实验确定医用脱脂纱布垫的辐照灭菌研究 雷 庆黄 敏邓文敏伍 玲王 艳高 鹏杜晓颖谢 艳（四川省原子能研究院 成都 610066）摘要 探索医疗用品灭菌剂量设定方法，依据国际标准 ISO11137 第二部分的方法 2A 来设定医疗产品的辐射灭菌剂量。以医用脱脂纱布垫为实验材料，用增量剂量方法及一系列公式先设定验证剂量，再通过验证剂量 实验确定灭菌保证水平（SAL）达到 10-6 的灭菌剂量，最终确定的医用脱脂纱布垫的灭菌剂量为 29.7 kGy。该 实验为需要采用国际标准 ISO11137 第二部分的方法 2A 来设定医疗器械的灭菌剂量提供了参考。关键词 医用脱脂纱布垫，辐射灭菌，增量剂量，验证剂量中图分类号 TL99，R115，R118利用 60Co 产生的 射线，可直接或间接破坏微生物体内的核糖核酸、蛋白质、酶等生命物质的结 构，导致微生物死亡。 射线由于穿透能力强，可 对整箱包装的医疗产品直接灭菌使其达到卫生标准 的要求1,2。辐射灭菌的医疗产品范围包括无纺布类 产品、纺布类产品、高分子类产品、金属类产品及 其它类别等。目前医疗用品的辐射灭菌剂量主要根 据国际标准 ISO11137 中的方法 1 设定3-5，该方法 具有一定的局限性，本研究采用其中的方法 2A，即 用增量剂量实验中得到的部分阳性信息，确定外推 因子的剂量设定，用于确定医用脱脂纱布垫的灭菌 剂量，弥补了方法 1 的不足，为无法通过方法 1 来 确定灭菌剂量的医疗器械的灭菌剂量设定提供参考依据。1实验材料和方法1.1实验材料成都市卫生材料厂生产的医用脱脂纱布垫为实 验对象。取一个最小包装为完整单元产品，一个单 元产品作为无菌检验的一个完整样本。从 3 个独立 的生产批次中每批随机选取 280 个未经灭菌且包装 完整的最小单元产品，实验所需产品数量共 840 个， 具体分配见表 1。根据一次性使用医疗用品卫生 标准的灭菌要求6，确定医用脱脂纱布垫最小包 装的 SAL 为 10-6。Table 1 Number of product items for irradiation at various incremental dosesNominal incremental dose / kGyProduct held for stage 3 experimentTotal product requiredBatchNo.246810121416181202020202020202020100280220202020202020202010028032020202020202020201002801.2辐照处理1.3增量剂量实验辐照处理在四川省原子能研究院进行，辐照类型为钴源，放射源活度为 2.371016 Bq。吸收剂量 测量及常规剂量监测均按 EN552 规定的要求进行。四川省科技计划项目（2008SG0029）资助试验设定 2、4、6、8、10、12、14、16 和 18 kGy9 个剂量增量梯度，在每个剂量下分 3 次对 60 个单 元产品（从 3 个生产批次中的每批各取 20 个单元产第一作者：雷庆，男，1981 年 5 月出生，2007 年毕业于四川农业大学，微生物学硕士研究生，研究实习员通讯作者：黄敏，Email: 收稿日期：初稿 2010-11-25，修回 2011-01-1590辐 射 研 究 与 辐 射 工 艺 学 报第 29 卷品）进行辐照。将辐照后的单元产品在超净工作台上除去包装后，浸泡在大豆酪蛋白肉汤培养基中，（302）下培养 14 d，然后记录阳性和阴性样本 数7。1.3.1A 值和首次阳性分数（FFP）从 3 个批次 的每批增量剂量系列确定的 20 个试样中至少 1 个是 阴性的最低剂量。指定这些剂量为 ffp 并找出中位 值，用中位 ffp 剂量对应的无菌试样阳性数，查标 准 ISO11737 第二部分的表 7 记录其 A 值。A 值是 前面剂量增量的比例部分，它从中位剂量中被减掉， 转变成期望发生 19 个无菌试样阳性的剂量。FFP 为 20 个辐照后的样本中只有一个无菌的 估计剂量，由公式：1.4 验证剂量实验用 D*剂量辐照 CD*批的 100 个单元产品或其 部分。用剂量计监测实施剂量并将该实际辐照剂量 标为 DD*。对辐照后的 100 个单元产品进行无菌试验。将 试样放在大豆酪蛋白肉汤中，（302）下培养 14 d， 记录阳性和阴性样本数。通过验证 剂量实验 得到首次 无阳性剂 量（FNP）。CD*为无菌试验的阳性数，若 CD*为 2 或2 而9 而15，则 D*应重新确定。1.5建立灭菌剂量依据 FNP 和 FFP 值的不同，由 FFP 和 FNP 确 定 DS。当 FNPFFPl0 kGy 时，DS2+0.2（FNPFFP）。若 FNP-FFP0，则设(FNPFFP)0。当 FNP FFP 为 10 kGy 或更大时，DS 0.4(FNPFFP)。使用式 D*DD*+logCD*(DS )建立 D*。若CD*0，则设logCD*0。 计算灭菌剂量：灭菌剂量D*+log(SAL)log(SIP)2(DS)。D*是对试验样本提供 10-2SAL 的估计剂量； DS 是要求杀灭 90%的存活于 D*下微生物的估计 剂量。FFP = ffpA 计算1.3.2D*值对 3 个批次中的每一批，先用以下方法确定 d*。 找出所有试样均阴性的两个连续剂量的最低剂量，在随后的增量剂量系列中任何测试中的阳性不 得多于 1，则这个最低剂量定为 d*；找出 20 个试样出现一个阳性的最低剂量，紧随前后的是所有试样均阴性的增量剂量，则这个最低剂量定为 d*。根据 上述两种方法按实际情况确定 d*。D*值是要求达到 10-2SAL 的初始估计剂量，规定 D*如下：1. 若最高批次 d*比中位批次 d*高出值小于5 kGy，则中位批次 d*就成为 D*值；2. 若最高批次 d*比中位批次 d*高出 5 kGy 或 更高，则最高批次 d*就成为 D*值。1.3.3CD*批找出 d*等于 D*的批次并将其标示 为 CD*批。如果一个以上批次 d*等于 D*，则这些批次之一被随机选作 CD*批。2结果和分析2.1增量剂量实验从表 2 可见，3 个批次每批增量剂量系列 20 个 试样中至少 1 个是阴性的最低剂量分别为 4.3、4.6 和3.8 kGy。指定这些剂量为ffp，其中位值为4.3 kGy。Table 2Incremental dose experiment for medical gauze padBatch No.Nominal dose / kGy24681012141618Delivered dose / kGy7.710.913.114.516.818.21Number of positives2018151251000Delivered dose / kGy13.816.118.92Number of positives201912740000Delivered dose / kGy8.69.512.714.715.817.33Number of positives201913520000Note: Doses were delivered independently and are within1.0 kGy or 10%of the nominal doses, whichever is greater.第 2 期雷 庆等：增量剂量实验确定医用脱脂纱布垫的辐照灭菌研究91DD*+logCD*(DS)，计算结果为 13.9 kGy。无菌保证水平为 10-6 的灭菌剂量D* -log(SAL) log(SIP)2(DS)，计算过程的数据见表 5 所列。最 终得出医用脱脂纱布垫的灭菌剂量为 29.7 kGy。2.2 数据计算根据中位值为 4.3 kGy 对应的无菌试样阳性 数为 18，查标准 ISO11137 第二部分内容里面的 表 7 得其 A 为 0.13 kGy，再根据公式计算出其 FFP 为 4.17 kGy。批次 1 的 d*为 14.5 kGy，批次2 的 d*为 12.8 kGy，批次 3 的 d*为 12.7 kGy，可 知批次 1 的 d*最大，批次 3 的 d*最小，根据 14.512.7 kGy=1.8 kGy5 kGy。因此，其中位批次 d* 的剂量就成为 D*的剂量即 12.8 kGy。CD*批就是 d*等于 D*的批次即第二批。计算结果如表 3 所示。Table 5 Calculations to establish sterilization dose TermValue / kGyCD*1DD*13.9FNP13.9FFP4.17Table 3 Calculations for incremental dosage experimentFNPFFP9.73TermValue / kGyDS3.95Batch 1 ffp4.3D*13.9Batch 2 ffp4.6SAL10-6Batch 3 ffp3.8SIP1.0A0.13Sterilization dose for an SAL of 10-629.7FFP4.17Batch 1 d*14.53 结论ISO11137：1995医疗保健产品灭菌确认和常 规控制要求-辐射灭菌已于 2006 年 4 月正式换版 为 ISO11137：2006健康相关产品的灭菌-辐射。 旧版本的剂量设定方法有两种：方法 1 用初始污染 菌信息建立灭菌剂量；方法 2 用增量剂量实验中得 到的部分阳性信息确定外推因子的剂量设定。2006 版 ISO11137 中灭菌剂量的设定在 1995 版基础上新 增加了 VDmax 方法，该方法可证实已选定的 15 或25 kGy 剂量的符合性8。如何建立合理的灭菌剂量 是医疗产品灭菌的关键问题，最常用的建立灭菌剂 量的方法为方法 1 和 VDmax 法，这两种方法均是 以生物负载标准抗性分布（SDR）为基础建立起来 的。由于 SDR 的工作是在欧美完成的，地域的差异 势必造成微生物种系的差异，进而影响抗性分布， 所以中国生产的医疗器械的生物负载的抗性是否能 够符合 SDR，应经过验证9。参考文献 4 、 5 、 10 多次报道 了根据 ISO11137 的方法 1 即检测初始污染菌来设立验证剂 量并最终确定灭菌剂量的研究。但是，如果遇到采 用方法 1 建立验证剂量后经验证剂量实验检测，100 个样本中无菌试验阳性样本超过 2 个，且不能归因 于生物负载测定不正确、无菌检验不正确或验证剂 量的实施不正确，则通过测生物负载确定灭菌剂量Batch 2 d*12.8Batch 3 d*12.7D*12.8CD* batchBatch 22.3验证剂量实验D*剂量 12.8 kGy 辐照 CD*批的 100 个最小包装 医用脱脂纱布垫，实际剂量为 13.9 kGy 无菌试验阳 性数 CD*为 1，2，因此 FNPD *为 13.9 kGy。计 算结果如表 4 所示。Table 4Calculations for verification dose experimentTermValue / kGyD*12.8DD*13.9CD*1FNP13.92.4灭菌剂量的建立由于 FNPFFP9.73 kGy10 kGy，因此 DS 2+0.2 （ FNP FFP ）为 3.95 kGy 。 D* 92辐 射 研 究 与 辐 射 工 艺 学 报第 29 卷的设定方法无效，这时应使用微生物对辐照抗力测定的替代方法即方法 23。方法 2 包括两个方法 2A 和 2B，方法 2A 用于来自正常生产程序的生物负载 的产品，因此具有普遍适用性，方法 2B 用于生物 负载一贯很低的产品。使用方法 2B 应满足 3 点要 求：第一，应利用整个单元产品；第二，用任何增 量剂量辐照后，无菌试验的阳性数在任一批次中不 得超过 14；第三，FNP 应不超过 5.5 kGy。由于前 期实验得出该医用脱脂纱布垫不满足方法 2B 的第 二和第三点要求。因此，本实验采用 ISO11137-2 中 方法 2A 来确定灭菌剂量，最终确定医用脱脂纱布 垫 SAL 为 10-6 的灭菌剂量为 29.7 kGy。方法 2B 所 适用的产品有待进一步研究。本研究为无法通过测 生物负载来确定灭菌剂量的医疗器械的灭菌剂量设 定提供了参考。参考文献ZHANG Tongcheng, LIU Qingfang, ZHONG Hongliang,et al. J Suzhou Inst Silk Text Technol, 2002, 22(3): 241-243李尚知, 刘清芳. 辐射研究与辐射工艺学报, 2008,26(4): 249-252LI Shangzhi, LIU Qingfang. J Radiat Res Radiat Process,2008, 26(4): 249-252中华人民共和国卫生部. GB15980-1995 一次性使用医 疗用品卫生标准S. 北京: 中国标准出版社, 1994.249-250Ministry of Health of China. GB15980-1995 Hygienic standard of disinfection for single use medical productsS. Beijing: Standards Press of China. 1994, 249-250胡金慧, 张悦, 刘清芳, 等. 中国医疗器械信息, 2007,13(6): 52-56HU Jinhui, ZHANG Yue, LIU Qingfang, et al. ChinaMedical Device Information, 2007, 13(6): 52-56胡金慧. 中国医疗器械信息, 2006, 13(1): 55-56HU Jinhui. China Medical Device Information, 2006,13(1): 55-56陆兆新, 邹晓葵, 武久正昭, 等. 核农学报, 2000, 14(3):157-162LU Zhaoxin, ZOU Xiaokui, M.Takehisa, et al. Acta AgriNucl Sin, 2000, 14(3): 157-162米志苏, 张同成, 代金贤, 等. 中国公共卫生学报,1996, 15(5): 317MI Zhisu, ZHANG Tongcheng, DAI Jinxian, et al. Y SatoJournal of China Public Health, 1996, 15(5): 3175671张同成, 殷秋华, 米志苏, 等. 苏州医学院学报, 1998,8(1): 40-45ZHANG Tongcheng, YIN Qiuhua, MI Zhisu, et al. ActaAcad Mede Suzhou, 1998, 8(1): 40-45Sterilization of health care products-Radiation-Part1: Re- quirements for development, validation and routine con- trol of a sterilization process for medical devicesS. ISO11137-1, 2006. 1-19Sterilization of health care products-Radiation-Part 2: Establishing the sterilization doseS. ISO11137-2, 2006.1-58张同成, 刘清芳, 钟宏良, 等. 苏州大学学报, 2002,22(3): 241-2438921034Study on irradiation sterilization of medical gauze pad by incremental dosage methodLEI QingHUANG MinDENG WenminWU LingWANG YanGAO PengDU XiaoyingXIE Yan(Atomic Energy Research Institute of Sichuan Province, Chengdu 610066, China)ABSTRACT To explore the ster